(57)【要約】【課題】  中間転写体およびこれに離当接する清掃手段を備える画像形成装置および該装置を用いた画像形成方法において、清掃手段の捲れや破損を確実に防止する。【解決手段】  中間転写ベルト７１に対し離当接するクリーナを備える。中間転写ベルト７１の表面に、像形成領域７１ａの幅Ｗimよりも大きく、かつクリーナの幅よりは小さい幅Wdpを有するトナー堆積用パッチ画像Ｉdpを形成し、クリーナブレードにより掻き取らせるトナー堆積処理を実行する。トナー堆積処理の実行タイミングまたはトナー堆積用パッチ画像Ｉdpの長さＬdpを、クリーナの離当接回数に応じて決定する。【選択図】  図７
2007025248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成する像形成手段と、
前記像形成手段により形成されたトナー像を一時的に担持しながら所定方向に移動することで該トナー像を搬送し、記録媒体に転写する中間転写体と、
前記中間転写体に対し離当接自在に構成され、前記中間転写体に当接した状態で、前記中間転写体の表面に残留付着するトナーを除去する清掃手段と、
前記像形成手段により形成し前記中間転写体に担持させたトナー堆積用トナー像を、前記清掃手段により除去させることで前記清掃手段の前記中間転写体との当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理を実行する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記清掃手段の前記中間転写体への当接動作または前記中間転写体からの離間動作の動作状況を表す動作状況情報に基づいて、前記トナー堆積処理の実行を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記清掃手段の前記中間転写体への当接または離間の回数が所定値に達したときに、前記トナー堆積処理を実行する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記清掃手段の前記中間転写体への当接または離間の回数に応じて、前記トナー堆積用トナー像を構成するトナーの量を増減する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、装置の電源が投入されたときに前記トナー堆積処理を実行する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記像形成手段により形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づいて装置の画像形成条件を制御する条件制御動作をさらに実行可能となっており、前記条件制御動作を実行するときに前記トナー堆積処理を実行する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記パッチ画像を前記トナー堆積用トナー像の一部とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記清掃手段と前記中間転写体との当接または離間回数および画像形成に消費されたトナー消費量を前記動作状況情報とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像形成手段が互いに異なる色の単色トナー像を順番に形成し、前記中間転写体上にそれらの単色トナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
像形成手段により形成したトナー像を中間転写体に一時的に担持させ、該トナー像を記録媒体に転写する画像形成方法において、
前記中間転写体に対し離当接自在に構成された清掃手段を前記中間転写体に当接させて前記中間転写体の表面に残留付着するトナーを除去する清掃動作と、
前記像形成手段により形成し前記中間転写体に担持させたトナー堆積用トナー像を、前記清掃手段により除去することで前記清掃手段の前記中間転写体との当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理と
を実行し、しかも、
前記清掃手段の前記中間転写体への当接動作または前記中間転写体からの離間動作の動作状況を表す動作状況情報に基づいて、前記トナー堆積処理の実行を制御する
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、記録媒体に転写すべきトナー像を一時的に担持する中間転写体および該中間転写体に対し離当接自在の清掃手段を備えた画像形成装置および該装置を用いた画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に残留付着するトナーを清掃除去するための清掃ブレード（以下、単に「ブレード」ともいう）を設けたものがある。この種の装置では、感光体と清掃ブレードとの摩擦に起因する感光体の損耗やブレードの捲れ・破損が問題となることがある。これを防止するため、感光体とブレードとの当接部分に常時トナーを堆積させることが行われている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、感光体が新品であることを検知すると、所定のトナー像を感光体上に形成して清掃ブレードに掻き取らせ、こうして掻き取ったトナーを感光体とブレードとの間に堆積させることで、トナーを潤滑剤として作用させている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４１２３５号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来技術では、感光体と清掃ブレードとが常時当接しているので、その当接部に常時トナーを堆積させておくことができ、しかも、安定した量のトナーを堆積させることが比較的容易である。一方、中間転写体に対しては、清掃ブレードを離当接させる必要が生じる場合がある。例えば、互いに異なる色の単色トナー像を中間転写体上において重ね合わせることによってカラー画像を形成する画像形成装置では、各色のトナー像を中間転写体上に保持しておくために清掃ブレードを離間させておき、カラー画像を記録媒体に転写した後に、残留トナーを除去すべく清掃ブレードを当接させる必要がある。
【０００５】
このような構成の装置では、ブレードが離当接駆動されることに起因して、中間転写体とブレードとの当接部に安定した量のトナーを堆積させておくことができず、上記従来技術ではブレードの捲れ等を防止することが難しい。しかしながら、このような離当接機構を有する清掃ブレードの捲れ等を防止するための技術については、これまであまり検討されてこなかった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、中間転写体およびこれに離当接する清掃手段を備える画像形成装置および該装置を用いた画像形成方法において、清掃手段の捲れや破損を確実に防止する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、トナー像を形成する像形成手段と、前記像形成手段により形成されたトナー像を一時的に担持しながら所定方向に移動することで該トナー像を搬送し、記録媒体に転写する中間転写体と、前記中間転写体に対し離当接自在に構成され、前記中間転写体に当接した状態で前記中間転写体の表面に残留付着するトナーを除去する清掃手段と、前記像形成手段により形成し前記中間転写体に担持させたトナー堆積用トナー像を前記清掃手段により除去させることで前記清掃手段の前記中間転写体との当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記清掃手段の前記中間転写体への当接動作または前記中間転写体からの離間動作の動作状況を表す動作状況情報に基づいて、前記トナー堆積処理の実行を制御することを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかる画像形成方法は、像形成手段により形成したトナー像を中間転写体に一時的に担持させ、該トナー像を記録媒体に転写する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記中間転写体に対し離当接自在に構成された清掃手段を前記中間転写体に当接させて前記中間転写体の表面に残留付着するトナーを除去する清掃動作と、前記像形成手段により形成し前記中間転写体に担持させたトナー堆積用トナー像を、前記清掃手段により除去することで前記清掃手段の前記中間転写体との当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理とを実行し、しかも、前記清掃手段の前記中間転写体への当接動作または前記中間転写体からの離間動作の動作状況を表す動作状況情報に基づいて、前記トナー堆積処理の実行を制御することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、トナー堆積処理により清掃手段と中間転写体との当接部にトナーを堆積させるので、トナーの潤滑作用により清掃手段の捲れや破損を防止することができる。また、清掃手段の離当接の状況に応じてトナー堆積処理の実行を制御するので、離当接を考慮しない従来技術に比べて、より確実に清掃手段の捲れや破損を防止することができる。
【００１０】
例えば、清掃手段を中間転写体に当接した状態を保持すれば、その当接部には次第にトナーが堆積してゆき、そのトナーが潤滑作用をする。その一方、離当接を繰り返すと堆積したトナーが飛散し失われるのでトナーの堆積量が少なくなり、捲れ等の問題が発生しやすくなる。このように、離当接の頻度によってトナーの堆積量が異なり、それに伴って清掃手段の捲れや破損の起こりやすさも変わる。
【００１１】
そこで、例えば、離当接の回数を「動作状況情報」として、その値が所定値に達したときにトナー堆積処理を実行するようにすれば、離当接が頻繁に繰り返される状況のときほどより高い頻度でトナー堆積処理が行われることとなり、堆積されたトナーの潤滑作用により、清掃手段の捲れや破損を確実に防止することが可能となる。
【００１２】
また、例えば、清掃手段の中間転写体への当接または離間の回数に応じて、トナー堆積用トナー像を構成するトナーの量を増減するようにしてもよい。上記したように、離当接の回数が多くなるほどトナーの堆積量が少なくなると考えられるので、トナー堆積処理によって清掃手段と中間転写体との当接部に送り込むべきトナーの量は離当接の回数によって異なることとなる。そこで、トナー堆積用トナー像を構成するトナーの量を離当接の回数に応じて増減するようにすれば、必要な量のトナーを確実に当接部に送り込むことができるとともに、無駄なトナーの消費を抑えることが可能となる。
【００１３】
上記した離当接回数に応じてトナーの量を増減する技術は、特にトナー堆積処理の実行タイミングが離当接回数以外の外的要因によって決められる装置において有効である。例えば、装置の電源が投入されたときにトナー堆積処理を実行するように構成された装置では、それまでの離当接回数の多少に応じてトナーの量を調節することで、トナーの堆積量を安定させることができる。
【００１４】
また、前記像形成手段により形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づいて装置の画像形成条件を制御する条件制御動作をさらに実行可能となっている装置においては、前記条件制御動作を実行するときに前記トナー堆積処理を実行するようにしてもよい。パッチ画像の形成と同時に、あるいはそれと前後してトナー堆積用トナー像の形成を行うことにより、ユーザの希望による画像を形成することにできないデッドタイムを短くすることができる。例えば電源投入直後に条件制御動作を行う装置では、これとともにトナー堆積処理を行うことにより、ファーストプリントタイムを犠牲にすることなく清掃手段の捲れを確実に防止することができる。
【００１５】
この場合においては、前記パッチ画像を前記トナー堆積用トナー像の一部とすることができる。条件制御動作において形成されるパッチ画像は、記録媒体に転写される必要のない画像であり、いずれは清掃手段により中間転写体表面から除去されてしまう画像である。このような画像を構成するトナーも利用することで、トナー消費量をさらに抑えることができる。
【００１６】
また、前記したように、清掃手段が中間転写体に当接している間には、清掃手段と中間転写体との当接部にはトナーが堆積し続けるが、堆積するトナーの量は画像形成に使用されたトナーの多少によっても変化する。例えば、形成する画像が画像デューティ（画像面積全体に対してトナーを付着させる領域の面積の比率）の低いものである場合には、記録媒体に転写されずに搬送されてくるトナーの量も僅かであり、トナーの堆積量も少ない。そこで、離当接の回数に加えて、画像形成に消費されたトナー消費量を「動作状況情報」として、その情報に応じてトナー堆積処理を制御することで、より適切にトナー堆積処理を行って、清掃手段の捲れ等を確実に防止することができる。
【００１７】
本発明は、像形成手段が互いに異なる色の単色トナー像を順番に形成し、中間転写体上にそれらの単色トナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において特に顕著な効果を奏する。このような構成の装置では、各色のトナー像を中間転写体上に重ね合わせる間、清掃手段を中間転写体から離間させておくことが必須となる。そして、清掃手段を離当接させることで、当接部に堆積したトナーの量が大きく変動し、清掃手段の捲れ等が起きやすくなる。このような装置に本発明を適用することで、清掃手段の捲れ等を確実に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（装置の構成）
図１はこの発明を好適に適用することのできる画像形成装置の構成を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１９】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
【００２０】
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００２１】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２２】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２３】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００２４】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００２５】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。
【００２６】
このクリーナ７６は、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳへの画像の転写が行われるときに、それと同じ周回において中間転写ベルト７１上に残留付着するトナーを除去するように、離当接制御される。したがって、例えば装置がモノクロ画像を連続的に形成する場合には、一次転写領域ＴＲ1において中間転写ベルト７１に転写された画像が直ちに二次転写領域ＴＲ2でシートＳに転写されるので、クリーナ７６は当接状態に保持される。一方、カラー画像を形成する場合には、各色のトナー像が互いに重ね合わされる間、クリーナ７６を中間転写ベルト７１から離間させておく必要がある。そして、各色のトナー像が互いに重ね合わされてフルカラー画像が完成し、シートＳに二次転写されるのと同一の周回において、残留トナーを除去すべくクリーナ７６が中間転写ベルト７１に当接されることとなる。なお、クリーナ７６の構成および動作については後に詳述する。
【００２７】
また、ローラ７５の近傍には濃度センサ６０が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像カートリッジに与える現像バイアスや、光ビームＬの強度などの調整を行っている。
【００２８】
この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の画像濃度に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
【００２９】
また、図２に示すように、各現像カートリッジ４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋには該現像カートリッジの製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するメモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。さらに、各現像カートリッジ４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ、４Ｋには無線通信器４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋがそれぞれ設けられている。そして、必要に応じて、これらが選択的に本体側に設けられた無線通信器１０９と非接触にてデータ通信を行い、インターフェース１０５を介してＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受を行って該現像カートリッジに関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。なお、この実施形態では、無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行っているが、本体側および各現像カートリッジ側にコネクタ等を設け、コネクタ等を機械的に嵌合させることで相互にデータ送受を行うようにしてもよい。
【００３０】
また、この装置では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００３１】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３２】
図３はクリーナの構造を示す図である。図３（ａ）に示すように、クリーナ７６は、回動軸７６２中心に回動自在のアーム部材７６１に、中間転写ベルト７１に接触してトナーを掻き落とすブレード７６３が取り付けられている。このブレード７６３は、例えばウレタンゴムなどの弾性材料からなり、中間転写ベルト７１の移動方向に直交する幅方向（図３（ａ）紙面に直交する方向）に延びる板状に形成されている。また、ブレード７６３のローラ７５に対向する面とは反対側の端面には、トナー溜めシート７６４が設けられている。トナー溜めシート７６４は、ブレード７６３を裏打ちするように設けられた樹脂製のシート状部材である。
【００３３】
このように構成されたクリーナ７６は、図示を省略する駆動機構によって回動軸７６２を中心として回動される。これにより、ブレード７６３は、中間転写ベルト７１に対し当接した状態（図３（ａ））、該ベルト７１から離間した状態（図３（ｂ））の間で切り換えられる。より具体的には、クリーナ７６がブレード７６３を中間転写ベルト７１から離間させた待機位置（図３（ｂ））にあるときに、回動軸７６２が図の時計回りに駆動されると、ブレード７６３の先端部が図の左方から右方へ移動し、中間転写ベルト７１に接触する（クリーニング位置、図３（ａ））。この場合のブレード先端部は略水平方向の動きとなる。
【００３４】
そして、中間転写ベルト７１に当接した状態で、ブレード７６３が中間転写ベルト７１上に付着したトナーを掻き落とす。掻き落とされたトナーＴは、図３（ａ）に示すように、中間転写ベルト７１の搬送方向において中間転写ベルト７１とブレード７６３との当接部の上流側で、中間転写ベルト７１、ブレード７６３およびトナー溜めシート７６４とに囲まれた空間に堆積する。この堆積トナーＴは、中間転写ベルト７１とブレード７６３との当接部において潤滑剤として作用して両者間の摩擦抵抗を軽減し、これにより中間転写ベルト７１の磨耗やブレード７６３の捲れを防止する効果を発揮する。
【００３５】
一方、クリーナ７６が待機位置に移動すると、ブレード７６３が中間転写ベルト７１から離間される。このとき、ブレード７６３の先端近傍に堆積していたトナーＴは、トナー溜めシートを設けていない場合にはブレード７６３から落下してしまうが、この実施形態ではトナー溜めシート７６４を設けているためトナーは落下せず、図３（ｂ）に示すように、ブレード７６３とトナー溜めシート７６４とで挟まれた空間（トナー貯留空間）ＳＰに留まっている。
【００３６】
このように、この実施形態では、ブレード７６３が中間転写ベルト７１から離間した状態にあるときにも、ある程度の量のトナーがブレード７６３の先端近傍に堆積されている。そのため、ブレード７６３が再び中間転写ベルト７１に向かって移動し中間転写ベルト７１表面に当たって移動を停止したときには、その反動によって、その当接部あるいは中間転写ベルト７１の移動方向において該当接部の上流側の領域に対し、トナー貯留空間ＳＰに貯留されていたトナーＴが送り込まれることとなる。このトナーの潤滑作用により、中間転写ベルト７１の磨耗やブレード７６３の捲れの発生を大幅に低減することができる。
【００３７】
次に、上記のように構成された画像形成装置におけるトナー溜め処理について説明する。トナー溜め処理は、中間転写体７１の磨耗やブレード７６３の捲れを防止するため、ブレード７６３と中間転写ベルト７１との当接部に安定した量のトナーを常時堆積させておくことを目的とするものである。しかしながら、ブレード７６３が中間転写ベルト７１に対し離当接するためトナーの堆積量は大きく変動し、またトナーの堆積量を見積もることも容易でない。そこで、以下に説明するトナー堆積処理の各実施形態では、トナーの堆積状況を間接的に表す指標を用いてトナー堆積処理を制御している。
【００３８】
（第１実施形態）
第１実施形態のトナー溜め処理においては、クリーナ７６の中間転写ベルト７１への当接回数または離間回数を積算しておき、その回数に応じてトナー堆積処理の実行タイミングを制御する。なお、ブレード７６３の中間転写ベルト７１への当接および該ベルト７１からの離間は交互に行われるので、積算するのは当接回数、離間回数のいずれであっても大差ない。
【００３９】
ここで、一定のタイミングでトナー堆積処理を行う方法として、例えば一定の画像形成枚数毎に行うことが考えられる。しかしながら、以下に説明するように、画像形成枚数を基準としてトナー堆積処理を制御することは必ずしも適当でない。
【００４０】
図４は画像形成時のブレード動作を示す図である。この画像形成装置では、中間転写ベルト７１の周回動作に同期して垂直同期センサ（図示せず）から出力される垂直同期信号Ｖsyncに基づいて画像形成動作の実行タイミングが制御されている。まず、単一トナー色によるモノクロ画像を連続的に形成する場合のブレード動作について説明する。この場合には、一次転写領域ＴＲ1において感光体２２から中間転写ベルト７１に一次転写されたトナー像は二次転写領域ＴＲ2に搬送されてシートＳに二次転写される。つまり、二次転写前のトナー像がクリーナ７６の配設位置を通過することがないので、この場合には、図４に示すように、ブレード７６３を当接させたままにすることができる。そして、必要な枚数の画像を形成し、その残留トナーの除去が済んだ時点でブレード７６３を離間させればよい。
【００４１】
一方、カラー画像を形成する場合には、中間転写ベルト７１の周回ごとに各色のトナー像が重ね合わされてゆくので、二次転写前のトナー像がクリーナ７６の配設位置を通過することとなる。より詳しく説明すると、まず感光体２２上にブラック（Ｋ）トナー像が形成されて中間転写ベルト７１に転写される。このトナー像は二次転写領域ＴＲ2を通過してさらに下流側へ搬送される。次の中間転写ベルト７１の周回に合わせてマゼンタ（Ｍ）トナー像が形成されて、中間転写ベルト７１上のブラックトナー像に重ね合わせられる。同様に、次の周回ではシアン（Ｃ）画像が重ね合わされる。そして、さらに次の周回でイエロー（Ｙ）画像が重ね合わされるとフルカラー画像が中間転写ベルト７１上に完成し、同じ周回でシートＳ上に二次転写される。したがって、カラー画像を形成する際には、中間転写ベルト７１の最初の３周分の周回ではブレード７６３を離間してトナー像を通過させておき、４周目でブレード７６３を当接させて二次転写後の残留トナーを除去するという動作を、画像１枚ごとに、より正確には、中間転写ベルト７１の１周分で同時に形成可能な画像枚数ごとに、繰り返す必要がある。
【００４２】
図５は画像形成枚数とブレードへのトナー堆積量との関係を示す図である。上記のように、モノクロ画像を連続して形成する場合には、ブレード７６３の先端に残留トナーが次第に堆積してゆくため、トナー堆積量は漸増し、やがて飽和する。一方、カラー画像を形成する場合には、画像を１枚形成する度にブレード７６３の離当接を行う必要があるので、その都度堆積したトナーが飛散してしまい、トナー堆積量はあまり増えない。さらに、モノクロ画像を形成する場合であっても、連続的に形成せず途中でジョブがいったん終了すると、その都度クリーナ７６が待機位置に戻るため、図５の破線で示すように、堆積したトナーが失われてしまう。
【００４３】
このように、同じ画像形成枚数であっても、形成する画像がカラーかモノクロか、さらには複数枚の画像が連続的に形成されたのか、間をおいて形成されたかによって、ブレードに堆積するトナーの量は大きく異なる。これに対し、この実施形態では、以下に説明するように、ブレードの離当接回数が所定値に達したときにトナー堆積処理を行うので、トナー堆積量を安定に保つことができ、その結果、ブレードの捲れを確実に防止することができる。
【００４４】
図６は第１実施形態におけるトナー堆積処理を示すフローチャートである。この実施形態では、外部装置またはユーザから画像形成指令が与えられるのを待つ（ステップＳ１０１）。そして、画像形成指令を受信すると、エンジンコントローラ１０が装置各部を制御して画像形成動作を実行し、その指令に応じた内容の画像を形成する（ステップＳ１０２）。このとき、ブレード７６３の中間転写ベルト７１への当接回数をカウントし記憶しておく。画像形成動作の終了後、カウントされた当接回数が所定値に達していれば、エンジンコントローラ１０は、以下に説明するトナー堆積処理（ステップＳ１０４）を実行しカウント値をリセットする一方（ステップＳ１０５）、所定値未満であれば新たな画像形成指令が与えられるのを待つ待機状態となる。
【００４５】
次に、トナー堆積処理の内容について説明する。このトナー堆積処理とは、エンジン部ＥＧを稼動させて所定のトナー堆積用パッチ画像を中間転写ベルト７１上に形成するとともに、該パッチ画像をクリーナ７６により掻き取らせ、掻き取ったトナーをトナー貯留空間ＳＰに堆積させる処理である。
【００４６】
この処理は、基本的には装置を通常の画像形成動作と同様にして動作させることにより実現可能であるが、二次転写領域ＴＲ2において二次転写を行わず（二次転写ローラを中間転写ベルト７１から離間させておくことが望ましい）、かつクリーナ７６を当接させた状態で中間転写ベルト７１を回転させるという点において、通常の画像形成動作とは異なった動作とする必要がある。
【００４７】
図７はトナー堆積用パッチ画像の一例を示す図である。トナー堆積用パッチ画像Ｉdpは、図７に示すように、中間転写ベルト７１の移動方向Ｄ2に直交する幅方向に伸びた帯状の画像である。その画像パターンは任意であるが、作成の容易さから、例えば一様なベタ画像あるいはハーフトーン画像とすることができる。中間転写ベルト７１の移動方向Ｄ2に沿ったトナー堆積用パッチ画像Ｉdpの長さＬdpは、トナー貯留空間ＳＰに堆積させるに十分な量のトナーをブレード７６３との当接部に供給するために必要な長さとする。
【００４８】
また、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpの幅Ｗdpについては次のようにする。中間転写ベルト７１の磨耗やブレード７６３の捲れ等を防止する観点からは、ブレード７６３の幅全体にトナーを堆積させておくことが必要である。したがって、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpの幅Ｗdpは、中間転写ベルト７１上においてシートのサイズに対応して設けられた像形成領域７１ａの幅Ｗimよりも大きく、できればブレード幅と同程度とすることが望ましい。ただし、ブレード幅を超えて中間転写ベルト７１に付着したトナーはクリーナ７６により除去できないので、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpの幅Ｗdpをブレード幅よりも大きくすべきでない。また、掻き取られたトナーの一部がトナー貯留空間ＳＰにおいてトナー堆積用パッチ画像の幅よりも外側へ広がることも期待できる。そこで、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpの幅Ｗdpについては、像形成領域の幅Ｗimよりも大きく、かつ、ブレードの幅よりは若干小さくするのが好ましい。
【００４９】
このようなトナー堆積用パッチ画像Ｉdpをブレード７６３により掻き取らせることにより、ブレード７６３先端のトナー貯留空間ＳＰにトナーを堆積させることができ、堆積したトナーが中間転写ベルト７１およびブレード７６３の破損等を効果的に防止する作用をする。
【００５０】
図８はトナー堆積用パッチ画像の他の例を示す図である。前記したように、中間転写ベルト７１の表面のうち像形成領域７１ａの内部では、画像形成に伴う残留トナーが発生するため、このトナーを掻き取って堆積させておくことができる。一方、像形成領域よりも外側ではこのような残留トナーが存在しない。そこで、図８に示すように、像形成領域よりも外側に対し重点的にトナーを供給するように、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpを形成してもよい。この場合において、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpは、図８に示すようにその一部が像形成領域７１ａにかかるような画像パターンであってもよく、また像形成領域よりも外側にのみトナーを付着させるようなパターンであってもよい。
【００５１】
以上のように、この実施形態では、中間転写ベルト７１へのブレード７６３の当接回数が所定値に達する度ごとに、トナー堆積処理を実行し、所定量のトナーをブレード７６３の先端部に送り込む。このトナーはブレード７６３の先端部に堆積して中間転写ベルト７１との間で潤滑剤として作用し、ブレード７６３の捲れや破損を効果的に防止する効果を奏する。トナー堆積処理では、中間転写ベルト７１上において像形成領域７１ａよりも外側にまでトナーを付着させたトナー堆積用パッチ画像Ｉdpを中間転写ベルト７１上に形成し、それをブレード７６３により掻き取らせてブレード先端部に堆積させる。
【００５２】
また、ブレード７６３の先端部には、トナー溜めシート７６４を設けているので、ブレード７６３が中間転写ベルト７１か離間したときにトナーが落下するのを最小限に抑えることができる。そのため、ブレード７６３の捲れを防止する効果をさらに高めるとともに、トナー堆積処理の実行頻度を低く抑えることができ、無用なトナーの消費を抑えることが可能となる。
【００５３】
以上説明したように、この実施形態においては、露光ユニット６、感光体ユニット２、現像ユニット４等が一体として本発明の「像形成手段」として機能している。また、中間転写ベルト７１およびクリーナ７６が、本発明の「中間転写体」および「清掃手段」としてそれぞれ機能している。また、エンジンコントローラ１０が本発明の「制御手段」として機能している。さらに、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpが本発明の「トナー堆積用トナー像」に相当している。
【００５４】
（第２実施形態）
この発明にかかる画像形成装置の第２実施形態では、装置の電源が投入された直後に、パッチ画像を形成し、その濃度検出結果に基づき装置の画像形成動作条件を調整する条件制御動作を実行する。また、これと併行してトナー堆積処理を実行する。なお、条件制御動作については多くの公知技術があり、この実施形態においてもそれらの公知技術を適宜適用することができるので、ここでは動作の原理や詳細については説明を省略する。
【００５５】
図９は第２実施形態における条件制御動作を示すフローチャートである。装置の電源が投入されると、エンジンコントローラ１０は装置各部の初期化動作を行う（ステップＳ２０１）。ここでの初期化動作は、現像ユニット４を所定のホームポジションに移動させるための動作、中間転写ベルト７１の位置検出のための動作および定着ユニット９を所定の定着温度に昇温するための動作などを含む。このとき、ＲＡＭ１０７に記憶されている、先のトナー堆積処理から現時点までのブレード７６３の中間転写ベルト７１への当接回数を読み出し、その値に基づき、後に形成するトナー堆積用パッチ画像Ｉdpの長さＬdpを決定する（ステップＳ２０２）。詳しくは後述する。
【００５６】
次に、装置各部の動作パラメータのうち、画像濃度に影響を与える１つまたは複数のパラメータを濃度制御因子として、それらの値を多段階に変更設定しながら、所定の制御パッチ画像を形成する（ステップＳ２０３）。ここでは、現像ローラ４４に印加する現像バイアスを濃度制御因子として説明する。
【００５７】
図１０はパッチ画像を示す図である。図１０に示す制御パッチ画像Ｉcpは、現像バイアスを４段階に変更設定しながらそれぞれの設定値で形成した同一パターンの４つの画像片からなる。各画像片は、中間転写ベルト７１の移動方向Ｄ2に沿って互いに位置を異ならせて形成される。これらの制御パッチ画像Ｉcpは、後に濃度センサ６０によりその濃度を検出し現像バイアスの最適値を算出するのに利用される。
【００５８】
また、制御パッチ画像Ｉcpに引き続いて、中間転写ベルト７１の幅方向における端部付近に、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpが形成される（ステップＳ２０４）。中間転写ベルト７１の幅方向におけるトナー堆積用パッチ画像Ｉdpの配置およびその幅は、前述した第１実施形態の場合（図８）と同様にしてよい。ただし、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpの長さＬdpは、先のステップＳ２０２において決定した長さとする。
【００５９】
具体的には、前回のトナー堆積処理から現在までの当接回数が多いほど、トナー堆積用パッチ画像Ｉdpの長さＬdpが長くなるようにする。こうすることで、当接回数が多いほど、ブレード７６３と中間転写ベルト７１との当接部に送り込まれるトナーの量が多くなり、離当接により失われたブレード先端におけるトナーの堆積量を回復させることができる。このように、この実施形態では、当接回数の多少によってトナー堆積用パッチ画像Ｉdpの長さＬdpを変更するようにしているので、ブレード先端におけるトナーの堆積量を安定に保ち、ブレードの捲れを防止している。
【００６０】
次に、中間転写ベルト７１上の制御パッチ画像Ｉcpが濃度センサ６０の直下を通過するタイミングで濃度センサ６０の出力をサンプリングすることで、制御パッチ画像Ｉcpを構成する各画像片の濃度を検出する（ステップＳ２０５）。濃度検出の済んだ制御パッチ画像Ｉcpおよびトナー堆積用パッチ画像Ｉdpは、ブレード７６３によって掻き取られ、それらの画像を構成していたトナーはブレード７６３の先端近傍に堆積する。また、こうして堆積したトナーは、トナー溜めシート７６４を設けたことにより、クリーナ離間時にも落下せずブレード７３６の先端近傍に保持される。
【００６１】
続いて、制御パッチ画像Ｉcpの濃度検出結果から、画像濃度が所定の目標濃度となる現像バイアスの最適値を算出する（ステップＳ２０６）。こうして求められた各トナー色ごとの現像バイアス最適値についてはＲＡＭ１０７に記憶しておき、それぞれのトナー色で画像形成を行う際にはこうして求められた最適現像バイアスを現像ローラ４４に印加する。これにより、目標濃度で画像を形成することができる。
【００６２】
そして、続けて画像形成を行う場合には、こうして求めた最適現像バイアスの下で画像形成動作を行うが、そうでない場合には装置をスタンバイ状態に移行させて画像形成指令が与えられるのを待機する（ステップＳ２０７）。このときにはクリーナ７６についても待機位置に移動させる。
【００６３】
以上のように、この実施形態では、装置の動作条件を定める条件制御動作を行うのと併行して、トナー堆積用パッチ画像を形成してブレード７６３に掻き取らせるトナー堆積処理を実行している。こうすることで、画像形成動作以外の動作に要する時間を短縮し、ユーザの待ち時間を低減することができる。また、この実施形態のトナー堆積用パッチ画像Ｉdpは、中間転写ベルト７１の端部付近のみにトナーを付着させるものである。これは、中間転写ベルト７１の中央部では制御パッチ画像Ｉcpを構成するトナーが掻き取られてブレード７６３先端に堆積することが期待でき、トナー堆積用画像によりさらなるトナーの供給を行う必要がないからである。つまり、この実施形態では、装置の動作条件を制御するために形成した制御パッチ画像Ｉcpを、トナー堆積用パッチ画像の一部として利用している。
【００６４】
一方、像形成領域よりも外側では、中央部付近で掻き取られたトナーが回り込んでくることが期待できない。そこで、このような部分についてはトナー堆積用画像Ｉdpによりトナーを供給することで、ブレード７６３の全域にわたってその捲れ等の発生を効果的に防止することができる。このように、他の要因によりトナーが供給されることが期待される領域についてはトナー堆積用パッチ画像によるトナー供給を省くことにより、無用なトナー消費を抑えることができる。
【００６５】
（第３実施形態）
この発明にかかる第３実施形態のトナー堆積処理は、上記した第２実施形態のトナー堆積処理の一部を変更したものである。すなわち、図９に示すように、第２実施形態のトナー堆積処理では、トナー堆積用パッチ画像のサイズをブレード当接回数に応じて決定している（ステップＳ２０２）。これに対して、第３実施形態のトナー堆積処理では、ブレードの当接回数と、画像形成のために消費されたトナーの量とに応じてトナー堆積用パッチ画像のサイズを決定する。その他の動作は第２実施形態と同じである。
【００６６】
このように、第３実施形態のトナー堆積処理では、ブレードの当接回数と、画像形成のために消費されたトナーの量とによって、中間転写ベルト７１とブレード７６３との当接部に送り込むトナーの量を決める。これは、ブレード７６３の離当接回数が同じであっても、その間に中間転写ベルト７１とブレード７６３との当接部を通過するトナーの量が、形成される画像の内容によって変化することを考慮したものである。
【００６７】
すなわち、二次転写領域ＴＲ2における中間転写ベルト７１からシートＳへの転写効率は概ね一定であるから（代表的には、９０％程度）、形成された画像を構成するトナーの量が多いほど、シートＳに転写されずに当接部にまで搬送されてくるトナーの量が多くなる。このようなトナーはブレード７６３により掻き取られその先端部に堆積し、潤滑剤としての作用をすることとなる。逆に、画像デューティ（画像全体の面積に対するトナー付着部分の面積の比率）が低い画像では、画像形成動作の結果として当接部まで搬送されてくるトナーの量が少ないため、トナーの堆積量が不足してしまうおそれがある。
【００６８】
そこで、所定期間内のブレード７６３の中間転写体７１への離当接回数だけでなく、その間に画像形成に使用されたトナーの量も考慮してトナー堆積用パッチ画像の長さを決めることで、ブレードの捲れ防止効果をより確実なものとすることができる。具体的には、ブレード当接回数が同じであっても、その間に画像形成に使用されたトナーの量が少ないほど、トナー堆積用パッチ画像の長さを長くする。また、画像形成に使用されたトナーの量が同じであっても、その間のブレード当接回数が多いほど、トナー堆積用パッチ画像の長さを長くする。こうすることで、ブレード先端部に堆積するトナーの量をより安定させて、ブレードの捲れをより確実に防止することが可能となる。
【００６９】
なお、画像形成に消費されたトナーの量としては、例えば外部装置から与えられた画像信号の値から計算によって求めることが可能であるが、これに限定されるものではない。また、カラー画像を形成している場合には、各トナー色ごとのトナー消費量を全て合計した値に基づいて、トナー堆積用パッチ画像のサイズを決めるようにすればよい。
【００７０】
（その他）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記した第１実施形態におけるトナー堆積用パッチ画像Ｉdpは、中間転写ベルト７１上の像形成領域７１ａをまたぐ帯状の画像（図７）、または像形成領域７１ａの両端部付近からその外側に延びる画像（図８）であるが、トナー堆積用パッチ画像の形状はこれに限定されるものではなく任意である。例えば、中間転写ベルト７１上の像形成領域よりも外側にのみトナーを付着させるような形状の画像であってもよい。
【００７１】
また、例えば、上記した第２および第３実施形態のトナー堆積処理は、電源投入直後に行われる条件制御動作と併せて実行されるが、本発明においては、条件制御動作は必ずしも必須のものではなく、電源投入後にトナー堆積処理のみを単独で行ってもよい。ただし、この場合においても、トナーを送り込むべき範囲に関わるパッチ画像の幅および送り込むトナーの量に関わるパッチ画像の長さについては、ブレードの離当接の実態に応じて適宜変更されることが望ましい。
【００７２】
また、上記した第２および第３実施形態のトナー堆積処理では、中間転写ベルト７１とブレード７６３との当接部に送り込むトナーの量を加減するために、トナー堆積用パッチ画像の長さを変更するようにしているが、他の方法でトナーの量を加減してもよい。例えば、トナー堆積用パッチ画像の長さを一定として、画像の濃度を変えることによっても、送り込むトナーの量を調節することが可能である。また、ライン状画像のライン数や、ドットの集合体としての画像を構成するドット数によりトナーの量を調節するようにしてもよい。
【００７３】
また、上記した各実施形態は、クリーナ７６の過去の使用状況に応じてトナー堆積処理の態様を変更するものであるが、クリーナ７６が未使用の新品であったときには、新品のクリーナ７６に対応したトナー堆積処理を別途実行するようにしてもよい。
【００７４】
また、上記各実施形態におけるクリーナ７６には、待機位置においても所定量のトナーを保持するためのトナー溜めシート７６３を設けているが、本発明においてこのトナー溜めシートは必須の構成ではない。本発明は、トナー溜めシートを設けないクリーナを使用している装置に対しても適用が可能であり、むしろこのような構成の装置において優れた効果を発揮するものである。というのは、トナー溜めシートを設けないクリーナでは、離当接動作に起因してブレード先端部の堆積トナーが失われやすく、このような装置に本発明を適用することで、ブレードの捲れを効果的に抑制することができるからである。
【００７５】
また、上記各実施形態におけるクリーナは、所定の回動軸を中心として回動することで中間転写ベルトに対し離当接するように構成されているが、離当接機構としてはこれに限定されるものではなく、例えばクリーナがスライド動作により中間転写体に離当接するように構成された装置に対しても、本発明を適用することができる。
【００７６】
また、上記した各実施形態の装置は、本発明の「中間転写体」として無端状ベルトである中間転写ベルト７１を備えているが、例えばドラム状の中間転写体を備えた装置に対しても、本発明を適用することができる。
【００７７】
さらに、本発明は、上記実施形態のようにロータリー現像ユニットを備える装置のみならず、いわゆるタンデム方式の画像形成装置や、電子写真方式以外の原理により画像を形成する画像形成装置であっても、トナー像を一時的に担持する中間転写体と、中間転写体に対し離当接する清掃手段とを備える画像形成装置全般に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】この発明を好適に適用することのできる画像形成装置の構成を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】クリーナの構造を示す図。
【図４】画像形成時のブレード動作を示す図。
【図５】画像形成枚数とブレードへのトナー堆積量との関係を示す図。
【図６】第１実施形態におけるトナー堆積処理を示すフローチャート。
【図７】トナー堆積用パッチ画像の一例を示す図。
【図８】トナー堆積用パッチ画像の他の例を示す図。
【図９】第２実施形態における条件制御動作を示すフローチャート。
【図１０】第２実施形態におけるパッチ画像を示す図。
【符号の説明】
【００７９】
２…感光体ユニット（像形成手段）、  ４…現像ユニット（像形成手段）、  ６…露光手段（像形成手段）、  １０…エンジンコントローラ（制御手段）、  ７１…中間転写ベルト（中間転写体）、  ７６…クリーナ（清掃手段）、  ７６１…アーム部材、  ７６３…ブレード、  ７６４…トナー溜めシート（トナー貯留部材）、  Ｉdp…トナー堆積用パッチ画像（トナー堆積用トナー像）
【図１】
2007025248.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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